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PERFECTIONNEMENTS AUX OUTILS DE COUPE.
La présente invention se rapporte à des outils d'usinage circu- laires pour l'usinage de métaux ou analogues, destinés aux opérations d'alé- sage, de fraisage, de repergage et aux opérations apparentées.
La présente invention fournit un outil de coupe comprenant un disque métallique présentant, à sa périphérie, des dents de coupe, ledit disque métallique étant en forme de cuvette en section transversale et dans sa partie centrale étant élastique lorsqu'il est soumis à une pression axiale, de sorte qu'alors la section transversale devient plus aplatie, avec comme conséquence un agrandissement du diamètre passant par les dents de coupe.
La présente invention fournit en outre un outil de coupé de copeaux, consistant essentiellement en un élément métallique en forme de cuvette, présentant à son bord extérieur plusieurs dents de coupe, cet élé- ment étant élastique lorsqu'il est soumis à une force de compression exer- cée axialement de sa partie supérieure à sa partie inférieure, avec comme conséquence une augmentation de la distance entre les dents de coupe, à son bord extérieur.
La présente invention fournit en outre un outil de coupe compre- nant un élément concave élastique destiné à être monté sur l'extrémité de l'arbre, ledit élément ayant une forme telle que lorsqu'il tourne il forme une cuvette annulaire, des parties ou bords coupants espèces étant disposés en cercle sur le bord extérieur de l'élément concave, et des moyens étant prévus pour maintenir l'élément concave à l'extrémité de l'arbre sous une compression axiale réglable exercée entre le moyen de fixation et l'extré- mité de l'arbre, ladite compression étant appliquée aux faces opposées de l'élément concave élastique sur des surfaces respectivement situées à des distances différentes du centre de l'arbre.
Le but principal de la présente invention consiste à fournir un outil de coupe circulaire qui présente la rigidité et la stabilité d'un
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outil solidelorsqu'il est employé, mais dont le diamètre réel, compris entre les bords tranchants, est extensible dans le but de pouvoir adapter le diamètre de l'outil au diamètre désiré, ou dans le but de compenser l'usure à laquelle ont été soumis les bords tranchants. Cette usure est apparente après une certaine durée par une diminution de ha dimension des la passe enle- vée par l'outil, ou par une diminution du diamètre du trou qui est alésé ou fraisé par l'outil. Si l'usinage doit être effectué avec précision, l'outil lorsqu'il est usé, doit être soit remis en état, soit abandonné.
Dans beau- coup de cas où la dimension finale ne peut pas s'écarter d'une norme prédé- terminée de plus de quelques millièmes ou même d'une fraction de millième de pouce, cette remise en état ou cet abandon d'outils usés constitue un point' important dans le prix de fabrication.
En résumé, suivant la présente invention, un outil de coupe cir- culaire, réglable, est fourni, dans lequel de faibles réglages de dimensions peuvent être réalisés grâce à une extension ou à une contraction faible du diamètre effectif de l'outil, pris entre les pointes de coupe. D'autre part, l'outil peut être dilaté de façon appréciable, s'il est usé ou émoussé dans une mesure telle qu'il nécessite un repassage sur la meule ou un aiguisage.
Il existe déjà des alésoirs réglables par expansion, mais dans la plupart des cas ces outils présentent des fentes qui produisent une élas- ticité grâce à laquelle la dilatation peut être réalisée, et ces fentes affai- blissent les outils ou diminuent la rigidité des outils dans une mesure telle qu'ils tendent à brouter lorsqu'ils sont en train de tailler une pièce.
D'autres types d'outils, des lames maintenues par différents moyens reposent sur des surfaces de base coniques du corps de l'outil, mais dans de tels cas, il est virtuellement impossible d'obtenir l'uniformité du degré de réglage de chaque lame. Pour cette raison, dans la pratique, des éléments de ce dernier type sont presque toujours surdimensionnés et ensuite affûtés au diamètre désiré. Les brevets américains N 2.093.742 et 2.093.986,, qui ont été accor- dés, à l'inventeur, décrivent des outils de coupe, circulaires, expansibles, dans lesquels le diamètre d'un corps cylindrique non fendu peut être augmen- té par la manoeuvre d'un bouchon en forme de coin qui est en engagement avec l'outil le long de surfaces de contact locales voisines des dents de coupe.
De tels outils présentent la rigidité désirable d'un outil en une pièce et sont d'un usage très répandu, mais la présente invention concerne une cons- truction moins coûteuse, particulièrement pour la fabrication d'éléments ayant un plus grand diamètre, par exemple de 1 à 5 pouces ou plus.
En résumé, les outils suivant la présente invention comprennent un élément de coupe, dont la section transversale est en forme de cône ou de cuvette, suffisamment épais pour résister aux efforts de coupe imposés aux dents qui sont prévues à sa périphérie, et des moyens destinés à exercer une pression axiale sur l'élément, dans le but de l'aplatir ou de lui conférer une forme moins conique ou moins en cuvette, et ainsi d'augmenter son diamè- tre. Ainsi, dans une forme de réalisation typique, un élément réglable du type décrit est disposé entre des éléments venant en engagement avec ses fa- ces opposées, près de la périphérie d'un côté et près de la partie centrale de l'autre coté, une pression d'une intensité suffisante pouvant être exer- cée axialement sur l'élément pour le déformer.
Une telle déformation par compression en direction axiale, provoque une dilatation ou une expansion de l'outil en direction de ses parties de coupe, la mesure d'une telle ex- pansion dépendant du degré de pression exercé sur l'élément pour le déformer.
Inversement, la diminution de la pression axiale exercée sur un outil qui n'a pas été comprimé au delà de sa limite d'élasticité produit une diminu- tion de son diamètre hors tout.
De tels outils, employés pour l'alésage sur des arbres d'alésage, peuvent être à deux tranchants, les tranchants étant constitués par les dents de coupe et étant de préférence diamétralement opposés, ou bien, les outils peuvent présenter de nombreuses dents, la périphérie de l'élément de coupe réglable étant entaillée ou rainurée pour laisser presser des dents de coupe, saillissant à intervalles du corps de l'élément de coupe. Des élé- ments de chacun de ces deux types peuvent être utilisés comme alésoirs,
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fraises, outils à repercer ou outils de forage.
Dans des buts de réglage ou d'interchangeabilité, l'élément de coupe peut présenter un trou central destiné à s'adapter étroitement sur une fusée ou un axe guide d'une tige d'actionnement, et la compression axiale qui est nécessaire pour réaliser l'expansion de l'outil peut être fournie par un écrou vissé sur la fusée ou l'axe guide de la tige d'actionnement ou par un boulon qui y est vissé.
Ainsi, un alésoir typique, construit en ap- plication de ce perfectionnement, peut comprendre une tige actionnée présen- tant une face ou épaulement, tel que l'élément de coupe puisse entrer en en- gagement avec lui, en des points situés près des bords des dents, de l'alé- soir.)' tandis qu'un écrou est appliqué sur la partie centrale de la. face op- posée de Isolément de coupe pour exercer une pression de dilatation réglable sur l'élément de coupe.
Lorsque l'élément réglable d'un tel outil est soumis à des ef- forts de coupe importants pendant son utilisation, il doit être d'une épais- seur appropriée ; le cas contraire, il aurait tendance à fléchir et pro- duirait une surface taillée de façon imparfaiteo En même temps, il est éga- lement évident que la résistance et la solidité dues à l'épaisseur du corps de l'outil s'opposent à l'élasticité ou capacité de déformation grâce à la- quelle la dilatation est réalisée.
Cependant, grâce à l'engagement d'une face de l'outil, en des points voisins de sa périphérie, et de la face oppo- sée de l'outil, à sa partie centrale, une force composée peut être exercée, qui permette la production de la dilatation sans exercer un effort violent, particulièrement lorsque la force est appliquée par réglage d'un écrou ou d'un boulon fileté.
La flexion ou l'élasticité de l'élément de coupe, à partir du plan d'origine, est également incompatible avec le degré de dureté néces- saire pour produire l'action de coupe désirée des dents de l'outil, puisque des métaux durs sont généralement cassants. Une forme de réalisation typique de la présente invention se rapporte pourtant à un élément de coupe dont le corps est réalisé en un métal relativement doux ou élastique, par exemple, de l'acier doux, les dents saillantes comprenant un alliage résistant ou une ma- tière carburée agglomérée, appliquée à chacune d'elle comme revêtement ou pièce rapportée.
Des outils construits de cette manière présentent, pour cette raison, un degré élevé de durabilité et de solidité, joint à un degré élevé d'élasticités à des fins de réglage, et ils permettent d'obtenir un degré de dilatation important, par quoi ils peuvent être utilisés et remis à neuf de nombreuses fois. D'autre part, si l'outil n'est pas destiné à une utilisation intensive, ou si le métal qui doit être usiné est doux et ne pro- voque pas une usure considérable, l'élément de coupe peut être fabriqué en un des métaux ou alliages ordinaires qui sont suffisamment élastiques pour sup- porter au moins un degré limité de compensation ou d'expansiono
Un élément de coupe du type qui vient d'être décrit possède une capacité limitée de communiquer à la tige d'actionnement ou au porte-outil la chaleur qui est produite pendant la coupe.
La température de l'outil peut donc augmenter pendant l'usinage, et cette augmentation de température peut provoquer une dilatation du diamètre effectifs pris entre les dents de coupe, au delà des limites admissibles. Des problèmes de cette nature sont rencon- trés fréquemment au cours de travaux d'un caractère précis, où des tolérances de quelques dix-millièmes de pouce sont permises. La présente invention se rapporte cependant à différents types de construction qui rendent le problè- me de la dilatation sans conséquence. En premier lieu, on décrit un type de construction dans lequel un contact, ayant une surface relativement grande, est prévu entre la mèche et le support pour faciliter le transfert de cha- leur nécessaire.
D'autre part:; le corps de l'outil peut être fabriqué en un métal ayant un faible coefficient de dilatation, de telle sorte que des tem- pératures élevées puissent être supportées sans augmentation significative du diamètre réel, que la chaleur soit transmise ou non à la tige ou au sup- porto Ainsi, nous avons constaté que des trous de grand diamètre (pour les- quels les problèmes de la production de chaleur sont les plus graves) peu- vent être forés avec des tolérances très faibles, en fabriquant tout le corps
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ou une partie du corps de l'élément en métal invar, les faces des dents de ces outils étant revêtues de parties coupantes en carbure aggloméré ou en alliage dur analogue.
La fabrication d'outils suivant la présente invention est simple, facilement exécutée et peu coûteuse, même pour les dimensions les plus gran- despuisqu'une fabrication précise est aisément obtenue par les méthodes de rectification ordinaires, par lesquelles, tous les alésoirs ou outils de cou- pe circulaires sont fabriqués. L'usinage du corps de l'outil, dans le but d'obtenir la forme en cône ou en cuvette désirée, peut être réalisé par les opérations ordinaires de tournage, d'emboutissage ou de poinçonnage. Ensuite, l'élément de coupe est durci, ou bien les revêtements durs tranchants des dents sont appliqués, et l'outil est alors rectifié et est prêt à l'emploi.
Ces unités peuvent pour cette raison, être fabriquées à un prix de revient moins élevé que les alésoirs expansibles fendus, ou les alésoirs du type à bouchon en une pièce, qui ont été décrits dans les brevets cités plus haut.
Grâce à la discussion qui précède, des principes sur lesquels est basée la présente invention, et grâce à la description détaillée des for- mes de réalisati,on typiques de l'invention, les hommes de métier peuvent imaginer différentes modifications qu'il est possible d'apporter à l'inven- tion dans le cadre des revendications annexées.
Dans les dessins annexés :
La Fig. 1 est une vue en coupe d'un arbre d'alésage typique et de l'outil y associé présentant les perfectionnements suivant l'invention.
La fig. 2 est une vue de bout de l'outil représenté à la Figo 1.
La Fig. 3 est une vue en élévation latérale d'une forme de réa- lisation modifiée d'outil, comprenant un ensemble outil et porte-outil annu- laire, qui est destiné à être monté en un tout, sur l'axe-guide ou l'arbre d'alésage.
La Fig. 4 est une vue de bout de la forme de réalisation repré- sentée à la Fig. 3.
La Fig. 5 est une vue en élévation latérale d'un ensemble outil et porte-outil, du type représenté à la Fig. 1, mais comportant une liaison d'entraînement, entre l'arbre et l'élément-de coupe.
La Fig. 6 est une vue de bout du dispositif représenté à la fig.
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La Fig. 7 est une vue en élévation latérale d'une forme de réali- sation modifiée d'outil.
La Figo 8 est une vue de bout de l'ensemble représenté à la Fig.
7.
La Figo 9 est une vue en coupe qui représente un ensemble, porte- outil et élément de coupe à deux tranchants, disposé à l'intérieur d'un arbre d'alésageo
La Figo 10 est une vue en coupe suivant la ligne 10-10 de la Fig.
9.
La Figo 11 est une vue en coupe représentant une autre forme de réalisation d'un élément de coupe construit suivant la présente invention.
La Fig. 12 est une vue de bout représentant le montage de l'élé- ment de coupe, suivant la Fig. 11, sur un porte-outil.
La Figo 13 est une vue en coupe transversale d'une forme de réa- lisation modifiée d'outil qui est monté sur un porte-outil.
La Fig. 14 est une vue de bout de l'outil représenté à la figo 130
La Fig..15 est une vue en coupe transversale d'une forme de réa- lisation modifiée d'outil, qui est rectifié angulairement sur sa face arrié-
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re, dans le but de produire un contact linéaire entre les dents et la protu- bérance de support de l'arbreo
La Figa 16 est une vue de bout de l'outil représenté à la Fig. 15.
La Fig. 17 est une vue en élévation partielle montrant la face arrière des dents de l'outil, représenté aux Figs. 15 et 16.
La Figo 18 est une vue en coupe transversale d'une autre forme de réalisation d'outil
La Fig. 19 est une vue de bout de l'outil représenté à la Figo 18.
L'élément de coupe réglable., indiqué d'une manière typique par le chiffre de référence 5, dans la Figo 1, a une section transversale en for- me de coupe ou de cuvette, dont la partie centrale est forée en 6, pour re- cevoir un arbre guide ou fusée 7 d'une tige ou support désigné de façon géné- rale par le chiffre de référence 8. Ce support, comme les autres qui sont représentés et décrits plus loin, peut avoir toute longueur désirée, et son autre extrémité (non représentée) peut être de tout type ordinaire comprenant une partie effilée destinée à être introduite dans une douille de commande ou dans tout autre dispositif approprié, grâce auquel le porte-outil 8 peut être supporté ou mis en rotation.
L'axe guide 7 est fileté comme en 9 pour porter un écrou 10, et dans le but de réaliser une liaison d'actionnement réelle entre l'élément de coupe 5 et le porte-outil 8, l'arbre 7 peut être équipé d'une ou de plusieurs clavettes 11 qui pénètrent dans des rainures de clavette appropriées, prévues dans l'alésage 6 de l'élément de coupe. Il est désirable que l'élément de coupe s'adapte étroitement sur l'arbre guide 7, de sorte que l'outil soit mon- té concentriquement sur le support.
L'écrou 10 vient en engagement avec l'élément de coupe 5, à la partie externe constituant son extrémité, près de l'alésage 6; cette partie de l'élément de coupe étant de préférence aplatie afin de garantir un contact face à face entre l'écrou et l'élément de coupe. Mais à partir de cette portion centrale;, l'élément de coupe, vu en section transversale, diverge toutefois coniquement, par exemple d'un angle de 10 à 20 degrés environ, de telle sorte que la partie périphérique de sa face opposée soit décalée ou se trouve dans un plan écarté du plan de sa face antérieure. L'extrémité de l'arbre de commande constitue un siège pour cette partie annulaire extérieure de l'élément de coupe, comme suivant la ligne 12. Cette partie de l'arbre de commande peut être arrondie comme en 13.
La partie centrale de l'élément de coupe peut être en retrait, annulairement, en 14.
Pour créer un ensemble de dents de coupe à la périphérie, l'élé- ment de coupe 5 est entaillé à intervalles à sa périphérie, ces rainures constituant des évidements occupant des surfaces désignées de façon générale par le chiffre de référence 15. Des dents 16 sont donc produites à la péri- phérie de l'élément, et l'on crée autant de dents qu'il est nécessaire pour l'usage auquel est destiné l'outil, le nombre de dents étant déterminé d'a- près les méthodes connues, de fabrication d'outils. Chaque dent de l'outil représenté à la Fig. 1 est munie d'un élément en carbure aggloméré 17, qui est placé et brasé dans un évidement prévu dans ce but.
Une rondelle 18 peut être disposée entre l'écrou 10 et la face extérieure de l'élément de coupe 5, pour faciliter le transfert de chaleur à partir de l'élément de coupe et pour la diriger vers l'écrou et l'arbre, si l'outil est destiné à des travaux relativement lourds pour lesquels une dilatation non désirée de l'outil doit être empêchée. Des rondelles en cuivre ou en un autre métal bon conducteur de chaleur conviennent à cet effet.
Pour la mise en place de l'outil du type représenté à la Fig. 1, l'élément de coupe est placé sur l'arbre guide et l'écrou est serré de préfé- rence à un degré qui tende l'élément de coupe sans le dilater de façon ap- préciable, c'est-à-dire pas de plus de 0,003 à 0,005 pouce au delà de son diamètre initial au repos. En vue de garantir une concentricité parfaite, la périphérie de l'élément de coupe peut alors être rectifiée pendant que le porte-outil est maintenu entre centres. Il est alors prêt à l'emploi.
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Apres qu'il a été utilisé de façon répétée, dans une mesure telle que le dia- mètre hors tout, pris entre les dents de coupe, soit réduit au point de deve- nir inférieur à un diamètre déterminé, on serre l'écrou à l'aide d'une clef pour qu'il exerce une plus grande pression sur la face de l'élément de coupe de sorte que ce dernier cède donc ou se déforme et prenne une forme plus apla- tie en section transversale. Sa face peut alors occuper la position indiquée par la ligne pointillée 19. La compression axiale est accompagnée par une augmentation du diamètre et les extrémités extérieures des dents de coupe 17 occupent maintenant une position indiquée schématiquement par la ligne poin- tillée 20.
Ce diamètre peut différer du diamètre précédent de quelques millièmes de pouce seulement, soit de 0,015 à 0,020 pouce ou même plus, sui- vant le diamètre relatif hors tout de l'outil,suivant le degré de conicité de la cuvette de l'élément de coupe et suivant l'étendue des déformations de l'outil provoquées par le serrage de l'écrou. Le déplacement des dents de coupe est cependant uniforme d'une dent à l'autre. La concentricité ini- tiale est maintenue, et à moins que les dents soient très usées, elles ne doivent pas être aiguisées. Si elles sont très usées, leurs faces latérales peuvent être meulées pour rétablir des arêtes tranchantes aiguës.
Cette rectification peut, mais ne doit pas nécessairement modifier le diamètre de coupe réel, cela dépendant de la dépouille ou du dégagement prévus initiale- ment sur chaque dent. D'autre part, si l'outil a été soumis à une forte usure, il peut être suffisamment dilaté pour permettre de le repasser à la meule pour qu'il redevienne parfaitement rond et pour affûter la dépouille de telle sorte que les dents soient ré-aiguisées, l'outil retrouvant ainsi sa forme primitive.
Puisqu'une telle remise en état peut impliquer l'enlè- vement de 0,003 à 0,005 pouce seulement du diamètre net, chaque outil peut être remis à neuf 3 à 5 fois ou plus avant que sa capacité de dilatation soit épuisée pour un diamètre déterminé, bien que, après cela, il puisse encore être utilisé pour forer des trous d'un diamètre inférieur au diamètre primi- tif. Si l'élément de coupe est dilaté au-dessus du diamètre désiré, l'écrou peut être reculé progressivement, et le diamètre de l'outil, pris entre-les dents, diminuera progressivement, pourvu que l'élément de coupe n'ait pas été soumis à des déformations supérieures à sa limite d'élasticité, au cours du réglage préalable de l'expansion.
Il est généralement peu pratique et coûteux d'enlever un porte- outil d'une machine, spécialement si la machine est du type à plusieurs ou- tils. L'outil représenté à la Figo 3, comprend un ensemble de coupe expan- sible qui peut être enlevé comme un tout de l'arbre de commande ou du porte- outil. Cette construction permet à un ouvrier possédant deux ou plusieurs de ces outils d'en utiliser un sur la machine pendant que le ou les autres sont ajustés, rectifiés et remis en état dans l'atelier.
Par conséquent, l'arrêt de la machine est réduit au minimumo Dans ce type de construction, le porte-outil 22 est muni d'un arbre guide 23 et d'un écrou 24, comme décrit à la Fige 1, mais sur l'arbre guide est monté un support comprenant un collet indiqué de façon générale par le chiffre de référence 25, qui est claveté sur l'arbre guide à l'aide de la clavette 26. Le collet comporte une jupe 27 sur laquelle est monté l'élément de coupe 28. A-l'extérieur de la jupe 27, au delà de l'élément de coupe, le collet est fileté pour y visser un écrou de compression 29. Dans ce cas, l'élément de coupe est claveté sur la jupe du collet par la clavette 30.
L'élément de coupe 28 est donc monté de façon ré- glable sur l'élément duille 25, et cet élément, à son tour, est monté de fa- çon détachable sur l'arbre 23 du porte-outil. Dans ce cas, le réglage du dia- mètre a lieu à l'aide de l'écrou 29 que l'écrou 24 applique contre l'extrémi- té de la douille 25, pour maintenir l'ensemble solidement sur l'arbre de com- mande. Après le desserrage de l'écrou 24, le porte-outil et l'outil y asso- cié peuvent être enlevés du support.
En vue d'assurer une rigidité maximum à l'outil représenté à la Fig. 3, ainsi qu'aux outils représentés aux autres figures, un certain nombre de minces cales 31 peuvent être montées à la face arrière de la partie centra- le de l'élément de coupe, pour supporter l'effort axial exercé par l'écrou de réglage du diamètre. Lorsque ces cales sont utilisées, le réglage est effectué en enlevant l'écrou et l'élément de coupe, et ensuite en enlevant
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une ou plusieurs cales, pour replacer l'élément de coupe et serrer l'écrou jusqu'à ce que la pression qu'il exerce applique l'élément de coupe, soli- dement sur les cales. Des éléments de coupe, construits de cette manière, sont extrêmement rigides et présentent toutes les caractéristiques d'un ou- til en une pièce, tout en pouvant encore être dilatés diamétralement.
Dans la construction représentée à la Fig. 5, des clavettes ou tenons de commande 35 sont prévus sur l'arbre ou support de commande de l'outil, ces éléments étant destinés à buter contre la face arrière 36 des dents saillantes de l'élément de coupe. Les tenons de commande 35 peuvent dans ce but faire saillie au delà de la face terminale 37 du support, contre laquelle est appliqué l'élément de coupe, les autres détails de construc- tion étant analogues à ceux qui viennent d'être décrits. Ce type d'unité est utile lorsque l'outil doit résister à des passes profondes, interrompues, qui, par suite de leurs chocs intermittents sur les dents de coupe, peuvent avoir tendance à les tordre.
L'élément de coupe représenté aux Figs. 7 et 8 fait partie inté- grante de l'arbre ou support, tout l'ensemble étant fabriqué en acier durcis- sable à outil ou analogue, qui se donnera sans rupture lorsqu'il est durci, ou bien l'ensemble est fabriqué en acier ou alliage doux, avec des pièces rapportées en métal dur fixées aux faces d'attaque des dents de coupe. Dans cet ensemble, la partie terminale du corps 40 de l'outil présente une rainu- re ou gorge circonférentielle 41 qui délimite une partie tranchante 42, en saillie. A son extrémité, l'outil présente deux ou plusieurs entailles ou rainures 43 qui forment les faces tranchantes 44. Dans la construction re- présentée, ces faces tranchantes comprennent des pièces rapportées en métal dur 45, qui peuvent être fixées par brasage.
La partie terminale centrale du support 40 est percée et filetée comme en 46, et est alésée, comme en 47, pour fournir un évidement ou un siège pour la jupe d'un organe d'expansion 48. Cet organe d'expansion a un diamètre suffisant pour venir en engagement avec la partie tranchante de l'ou- til 42, près de la périphérie de ses dents. Un boulon de réglage 49, dont la tête peut être tournée à l'aide d'une clef, traverse axialement l'organe d'expansion 48, pour être vissé dans l'alésage 46 de la tête de l'outil.
On constatera que la face extérieure de l'élément d'outil 42, dans la construction représentée à ces figures, est chaufreinée intérieure- ment, le serrage du boulon 49 ayant pour conséquence que l'organe d'expansion 48 s'applique, par l'arrière, sur la partie périphérique de l'élément de cou- pe denté et la fait dilater de la manière décrite au préalable. Dans ce but, la partie périphérique de l'élément d'expansion 48 peut présenter une protubé- rance annulaire à la surface qui vient en contact avec l'élément de coupe.
Un alésoir ordinaire du type généralement utilisé comporte sou- vent des dents ou des lames allongées fixées longitudinalement dans le corps de l'outil. De telles constructions sont basées sur la théorie affirmant que les lames allongées guident l'outil dans le trou qu'il est en train de forer ou d'aléser et aident ainsi à produire des trous rectilignes. En réalité pourtant, ces lames allongées ont généralement un diamètre plus faible à leur partie antérieure, pour des raisons de dépouille, et leur rôle de guide est plus théorique que réel.
Cependant, suivant la construction de la présente invention,le véritable rôle de guide peut être rempli par la partie du porte- outil qui se trouve derrière les dents de coupe, si cette partie du porte-ou- til a un diamètre inférieur de quelques millièmes de pouce seulement, à celui pris entre les dents de coupe réelles de l'outil. Ceci est illustré d'une manière typique à la Fig. 7, bien que le principe puisse être appliqué dans les autres formes de réalisation qui sont décrites.
Pour de fortes passes de dégrossissage, une telle construction n'est pas nécessaire mais elle est dé- sirable dans ce que l'on appelle un alésoir de finissage, qui est utilisé pour enlever uniquement les quelques derniers millièmes de pouce d'un trou foré et pour donner une' surfade lisse à l'intérieur du troù à usiner Pour la réalisa- tion d'un fini de surface'parfait, les'.parties arrière d'une dent de coupe ré- ellé peuvent, avoir un diamètre légèrement plus faible que les parties antérieures,
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comme on l'a indiqué d'une manière exagérée à la figa 7.
Les foreuses du type employé pour usiner de grandes pièces coulées et analogues utilisent un arbre de foret rotatif qui peut tourner et avancer longitudinalement, l'extrémité libre de l'arbre étant guidée et supportée dans un palier extérieur. Un tel arbre d'alésage porte, de préférence, une lame à double tranchant qui, lorsqu'elle est usée, est soit rechargée pour repren- dre son diamètre primitif, soit remplacée. Un outil réglable pour un arbre d'alésage de ce type est représenté aux Figures 9 et 10. L'arbre d'alésage 50 présente une fente transversale, désignée de façon générale par le chif- fre de référence 51 qui traverse généralement diamétralement l'arbre d'alésa- ge.
L'ensemble de l'élément de coupe représenté à la Fig. 9 est désigné de manière générale par le chiffre de référence 52 et il comprend un boîtier 53, dans lequel se trouve l'élément de coupe de l'outil réglable 54. Le boîtier 53 peut être de forme parallélipipédique, ses dimensions extérieures étant telles qu'il puisse s'adapter dans la fente transversale 51 de l'arbre d'alé- sage 50. Mais le boîtier présente également une ouverture dans laquelle est disposé l'élément de coupe 54. Une extrémité du boîtier s'applique contre une extrémité de la fente 51 de l'arbre d'alésage et cette extrémité du boî- tier peut être munie de brides 56, qui le maintiennent librement dans l'arbre d'alésage de telle sorte que tout le boîtier puisse se déplacer par rapport à l'arbre.
Le boîtier a une longueur telle que son extrémité opposée soit distante de l'extrémité opposée de la fente de l'arbre d'alésage et un res- sort à lame 57 est placé entre ces deux éléments, pour maintenir le boîtier en placer tout en lui permettant encore de se déplacer et de s'aligner ainsi lui-même dans un trou préalablement foréo
L'élément de coupe 54 de cet ensemble est de forme conique et pré- sente des bords ou dents de coupe en des points situés à sa périphérie, tan- dis que la partie centrale de l'arbre contient un siège central 58, qui reçoit la pointe d'une vis de réglage 59, montée dans la paroi terminale du boîtier.
L'ensemble boîtier et élément de coupe peut être enlevé de la fente de l'ar- bre d'alésage, en entraînant le boîtier, contre l'action du ressort 57, d'une distance suffisante pour que les brides 56 soient libérées de la partie ter- minale de la fente de l'arbre; après quoi, l'ensemble peut être déplacé laté- ralement et détaché de l'arbre. Lorsque l'ensemble est démonté, la vis de réglage 59 est accessible et peut être serrée pour dilater l'élément de coupe; ensuite, l'ensemble peut être remonté dans l'arbre d'alésage pour être utili- sé.
Pour des passes de dégrossissage, lorsque les dents sont soumises à des efforts importants, les constructions représentées aux Fig. 11 à 16 peuvent être'utilisées. L'élément de coupe de l'outil représenté aux Figo 11 et 12 est muni d'une partie centrale adaptée étroitement sur un axe en saillie 60 du porte-outil 61, et sur cette partie centrale'est vissé un écrou de réglage 62, tel qu'il a été décrit au préalable avec référence à la Figo 1. Cependant, la partie périphérique, à la face arrière ou lumière de l'élé- ment de coupe 63, est sensiblement plate pour venir en engagement avec la fa- ce terminale du corps de l'outil et être supportée directement par cette der- nière, sur une surface importante, et également pour pouvoir transmettre la chaleur.
Dans cet outil, les dents 64, délimitées par les rainures 65, sont alésées pour recevoir des vis 66, qui sont vissées dans des trous prévus dans -la partie terminale du corps 61. Les trous dans les dents 64 sont plus grands que les diamètres des vis de blocage 66, pour permettre un mouvement radial des dents. Pour cette raison, pour régler cet ensemble, les vis 66, qui peuvent être du type à tête en forme d'écrou sont desserrées; l'écrou 62 est alors serré pour dilater l'outil au degré désiré et, ensuite, les vis 66 sont resserrées pour appliquer solidement les dents contre le corps de l'outil, dans leur position réglée.
Une telle dilatation est obtenue grâce au décalage ou à la relation angulaire entre la partie centrale de l'élément de coupe qui est engagée par l'écrou 62 et la partie périphérique de l'élé- ment de coupe qui est en engagement avec le porte-outil 61.
Une construction modifiée, dans laquelle est utilisé un anneau de blocage au lieu des vis de blocage 66 de l'outil qui vient d'être décrit,
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est représentée aux Figo 13 et 14. Ici., la partie terminale centrale de l'é- lémen.t de coupe 68 est engagée par l'écrou 69, qui est vissé sur un axe en saillie 70.
L'écrou 69 présente des pans à son extrémité, pour pouvoir être engagé par une clef,grâce à laquelle l'écrou peut être réglée Cet écrou est, de plus, fileté extérieurement pour qu'on puisse y visser un anneau de blocage 72, présentant une partie annulaire en siallie 73, s'appuyant sur les éléments de coupe 68 voisins de sa périphérie et appliquant ainsi cet élément contre l'épaulement du corps de l'outil 71. L'anneau de serrage 72 présente des encoches ou des ouvertures pour donner prise à une autre clef tendeuse, à l'aide de laquelle il peut être serré.
A cause de la forme arquée ou concave des faces arrière des dents d'un élément en forme de cône ou de cuvette, le contact entre cet élément et l'épaulement d'un porte-outil ne peut avoir lieu qu'en deux points voisins des bords de chaque dent. Les Figa 15, 16 et 17 représentent cependant une construction dans laquelle une ligne de contact continue pour chaque dent est prévue entre la face arrière de l'élément de coupe et une surface plate sur l'élément de support dans le porte-outil. Dans ces constructions, la partie centrale de l'outil est en forme de cône ou de cuvette, pour assurer une dilatation suivant les principes décrits plus haut, tandis que la partie périphérique extérieure est inclinée en direction opposée, comme on l'a indi- qué de façon générale pour la partie 75 à la Fig. 15.
L'élément de coupe est rainuré comme en 76 pour délimiter les dents de coupe 77 mais dans ce cas, la partie extérieure de chaque dent est plate ou aplatie et la surface inclinée adjacente opposée de chaque dent est également aplatie ou plate de telle sor- te que les traces définies par les plans de ces surfaces aplaties sont des lignes droites qui constituent la ligne de contact de l'élément de coupe avec urne surface d'appui plate disposée transversalement à l'axe de rotation rela- tive de l'outil. Plus spécifiquement, comme l'indique la fig.
17, la partie extrême 78 de chaque dent est une surface plane produite, par exemple, en rectifiant séparément la surface de chaque dent, La surface adjacente incli- née en direction opposée 79 de chaque dent est également aplatie de manière analogue et est disposée selon l'angle approprié, de telle sorte que les deux surfaces 78 et 79 se coupent suivant une corde ou arête de contact droi- te 80. Pour cette raison, le contact de l'élément avec l'appui le long de telles lignes 80, dont une pour chaque dent, crée un montage rigide sans utilisation des vis spéciales ou des anneaux de serrage représentés aux figso 11 à 14.
L'outil se dilate de la manière décrite plus haute
La figure 15 montre également l'existence d'une rondelle fendue 81, dont le diamètre intérieur est-tel que la rondelle s'adapte sur l'arbre du porte-outil, cette rondelle ayant une surface extérieure concentrique de forme conique, qui vient se placer dans un évidement conique complémentaire de l'élément de coupe réglable. Lorsque la vis de réglage est serrée, la rondelle est calée entre l'arbre du porte-outil et l'évidement de l'élément de coupe pour maintenir ce dernier avec précision dans le prolongement du porte-outil.
Dans beaucoup d'opérations d'usinage, on emploie des alésoirs à cuiller,comprenant des lames séparées qui peuvent être montées sur l'axe d'un porte-outil. Les figso 18 et 19 représentent un alésoir à cuiller, qui est réglable suivant les principes de la présente inventiono Cet alésoir consiste en un corps 82, en forme de manchon, foré en 83, pour être monté sur l'arbre en saillie ou l'axe d'un support d'alésoir à cuiller. Si l'alé- soir doit être fixé rigidement sur l'épaulement et ne doit pas se déplacer par rapport à celui-ci, le trou 83 peut être légèrement conique. La partie arrière du corps de l'alésoir est fendue transversalement, comme en 84, pour la réception d'un toc d'entraînement.
Un élément de coupe dilatable 85, de forme conique, est fixé à l'extrémité antérieure du corps 82 soit à l'aide de vis 86, soit par brasage, cette fixation étant rigide. L'élément de cou- pe 85 est rainuré, comme en 97, et présente des dents de coupe 880 Un man- chon 89 entoure l'extérieur du corps 82. Ce manchon est derrière les dents de coupe et est également rainuré en 90, pour laisser passer les copeaux ou le réfrigérant.
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Dans une variante ce manchon peut être sans ouverture, si le déga- gement n'a pas d'importance. La partie arrière du corps 82 est filetée pour porter un écrou de réglage 91 et un écrou de serrage 92, 1'écrou de réglage étant destiné à s'appuyer sur la face arrière du manchon 89 et à le déplacer vers l'avant. La face avant du manchon 89 a une forme telle qu'elle vient en engagement avec la partie périphérique de l'élément de coupe 85, près des dents de coupe 88 de celui-ci. Puisque la partie centrale de l'élément de coupe 85 est fixée au corps 82, on constatera que le serrage de l'écrou de réglage 91 aura pour conséquence la pression du manchon 89 sur la partie exté- rieure de l'élément de coupe 85, de sorte que ce dernier se donne vers l'a- vant.
Ce mouvement, à cause de la forme conique ou en cuvette de l'élément de coupe, est accompagné d'une augmentation du diamètre pris entre les dents de coupe. Lorsque le réglage a été effectué, l'anneau de blocage 92 est ser- ré et l'outil est prêt l'emploi. Dans cet alésoir, comme dans les autres alésoirs qui ont été représentés, le diamètre hors tout du manchon 89 peut être juste d'une fraction de pouce plus petit que le diamètre pris entre les dents de coupe, de sorte que le manchon joue le rôle de guide en direction linéaire pour l'outil, dans le trou qui a déjà été foré par les dents. Des ensembles de ce type sont très satisfaisants pour des opérations de finissage.
Dans les cas où l'on doit travailler avec une très grande précision et où la dilatation due à la chaleur doit être évitée, le corps de l'élément de coupe peut avantageusement être fabriqué en un des métaux connus, à faible coeffi- cient de dilatation, parmi lesquels l'invar, par exemple.
La conformation des dents de coupe de l'élément dilatable peut être prévue selon les bonnes méthodes usuelles de construction d'outils, en ce qui concerne les angles d'inclinaison et de dépouille et analogues. Les dents peuvent être disposées comme on le désire, suivant des angles d'incli- naison soit positifs, soit négatifs.
REVENDICATIONS
1. Outil de coupe, consistant en substance, en une pièce métal- lique en forme de cuvette, dont le bord extérieur présente un ensemble de dents de coupe, et qui cède à une force de compression, exercée de sa partie supérieure à sa partie inférieure, en direction axiale, en vue d'une augmen- tation conséquente de la distance prise entre les dents de coupe, à son bord extérieur.